低碳背景下露天煤矿土地利用结构优化——以乌海市骆驼山矿区为例（英文）

人类对全球碳循环的影响主要来自于土地利用活动,随着露天煤矿开采进程加快,矿区内碳排放量增加、生态系统功能下降等问题显著,亟需探索低碳下生态效益最佳的土地利用优化结构,为西北干旱荒漠矿区土地利用结构优化调整提供理论支持。本研究以乌海市骆驼山矿区为研究对象,在矿区土地利用碳排放量核算的基础上,利用多目标线性规划模型以低碳排放和高生态系统服务价值为目标,探究矿区土地利用最优结构。研究结果：优化后的草地和水域面积有所增加,采矿用地和未利用地面积有所减少;与2021年相比,优化后方案碳排放量降低了19045.93tC,生态系统服务价值提升了5338.14万元。研究结果表明,以土地利用碳排放最小化、生态系统服务价值最大化为目标的矿区土地利用结构优化方案可以在低碳减排下,实现土地利用生态效益的提升,以期为西北干旱荒漠区矿山土地利用结构优化和生态修复工作提供科学指导。     

论土地利用转型潜力及其评价的理论框架

积极推进土地利用转型潜力及其评价研究,是丰富和完善土地利用转型理论的重要途径。通过拓展土地利用潜力概念,对土地利用转型潜力定义、内涵、形成机制与评价的理论框架进行了探讨。研究认为,① 作为土地利用及LUCC的结果,土地利用转型具有土地利用形态“变化”和“可调控”的重要特征,这是土地利用转型潜力形成与释放的前提;② 土地利用转型潜力是指为适应区域发展综合需求,通过采用相应技术、政策等手段,在特定转型阶段所能实现最优土地利用形态与土地利用形态现状的差异;③ 土地利用转型潜力以基于“强效”“快速”政策调整及工程技术措施的土地利用形态调整和基于“自发土地利用”的土地利用转型引导为形成机制;④ 应以系统论和动态视角为基础,通过分析土地利用转型过程与机理,构建基于土地利用转型情景模拟的土地利用转型潜力评价理论框架。研究取得的成果和结论具备进一步激发土地利用转型理论研究及其在土地管理决策等方面积极作用的价值。     

南京大学土地利用碳排放研究进展

土地利用是低碳经济和碳排放研究的重要切入点,也是进行碳排放调控的重要工具之一。开展土地利用碳排放研究,有助于从土地利用规划、产业结构调控及国土开发与整治等领域全面引导经济社会的低碳发展。2007年以来,南京大学在国内地理学界较早开展了土地利用碳排放研究,研究进程主要包括两个阶段:区域不同尺度碳排放核算及驱动机制研究、土地利用及其变化的碳排放效应及优化调控研究。经过文献梳理与分析,从区域碳排放核算、因素分析及减排潜力研究、土地利用及其变化的碳排放效应研究、区域土地利用及产业空间的碳足迹分析、面向低碳目标的土地利用结构优化研究、城市系统碳循环及其土地调控研究等方面对南京大学土地利用碳排放的主要研究方向进行了总结和评述;结合南京大学学科发展优势,提出了土地利用碳排放研究的发展趋势,主要包括:典型产业区碳排放研究、城市改造和环境设计与碳排放的关系研究、城市功能区碳排放研究、低碳土地利用规划的编制与应用、区域碳排放的土地调控机制与方法体系研究等。     

辽宁省土地利用变化对碳排放量的影响分析

根据联合国政府间气候变化专门委员会的报告,土地利用方式不当是造成碳排放量增加的主要原因。研究不同土地利用方式的碳排放量,对衡量一个国家或地区的绿色经济发展水平以及量化国际环保事务中的责任具有重大意义。运用IPCC的碳排放量模型计算辽宁省2002~2011年的碳排放量。结合R/S分析法对辽宁省的碳排放趋势进行预测。采用多元回归方法对不同土地利用类型碳排放量变化与碳排放总量变化的关系进行分析。结果表明:(1)辽宁省未来十年的碳排量将呈现下降趋势;(2)林地是最主要的碳汇,建设用地是最主要的碳源;(3)林地的碳排放变化趋势对碳排放总量变化趋势影响最大。     

南京市土地利用结构碳排放效率增长及其空间相关性

采用南京市11个区2005-2014年的相关数据,首先对不同类型土地的碳排放量进行核算,进一步将其作为非期望产出引入DEA模型并采用Hicks-Moorsteen指数对南京市各区的土地利用结构碳排放效率增长进行估算、比较和分析。研究结果表明：① 碳排放的主要来源是建设用地的间接碳排放,研究期内的土地利用碳排放量呈现出持续增长的发展态势。② 全要素碳排放效率增长及其分解要素均低于传统全要素生产率增长,即不考虑碳排放约束的全要素生产率增长高估了实际的土地利用效率增长水平。全要素碳排放效率增长在研究期内表现出收敛态势和区域之间均衡性的发展特征,源于“低碳和高效”发展理念的深入人心,单位GDP能耗不断降低。③ 南京市各区的技术效率值较低,“技术追赶”效应不明显,开始出现土地利用的规模经济效应,但是范围经济效应不显著。④ 全要素碳排放效率增长在南京市范围内具有空间正相关性,且表现出空间集聚特征。基于此,提出了一些有益的建议。     

基于PSR模型的农区土地利用冲突强度的诊断

随着工业化、城镇化进程的加快,农村土地利用冲突越来越多,分析不同农区土地利用冲突的形式,评估土地利用冲突的强度,对农村发展具有重要意义.本文采用相关分析、主成分分析的方法,从引起鄢陵县耕地利用变化的32 个因子中,提取了6 个主要压力因子,根据鄢陵土地利用结构变化情况和区域政策、制度及其社会响应状况,建立特色农区土地利用冲突强度的评价指标体系,用加权函数法进行冲突强度的评价.研究表明,土地利用冲突强度呈波动增加趋势;土地利用冲突的原因主要是：①经济发展及经济结构调整因素;②农业种植结构的调整;③科技进步以及政策等因素的影响.因此,政府可通过市场手段、规划制度等进行调控,提高区域土地资源的配置效率,引导土地利用方式的规范转化,以减缓或化解土地利用冲突.     

基于土地利用变化的中国省域碳排放时空差异及碳补偿研究

选择中国30个省级行政区为研究单元,基于土地利用和能源消耗等数据,采用碳排放系数法,对2003~2016年中国土地利用碳源/汇进行计算,探究中国省域土地利用碳排放和碳吸收时空演变,并以碳盈亏时空分析为基础,通过生态补偿系数和经济贡献系数分析碳排放的差异性,以净碳排放量作为基准值进行碳补偿价值的研究。结果表明:① 研究期间碳排放总量和净碳排放量除在2015年出现小幅度下降现象,其余年度均呈现不断增加趋势;碳吸收总量呈现稳中有升的趋势。②土地利用碳吸收的主要载体是耕地和林地,碳汇资源空间差异明显,基本呈现西高东低的分布特征,多数省份在研究期内基本保持一致的碳吸收类型。③ 碳排放总量分布空间差异显著,且主要来自建设用地。④ 依据净碳排放量的区域差异,将其划分为高碳排放区、一般碳排放区、低碳排放区、碳汇区4种类型。⑤ 由于各省域碳补偿标准和净碳排放量的差异导致碳补偿价值区域差异明显。     

顾及空间尺度效应的城市土地利用变化精细化模拟

城市土地利用变化模拟是优化土地资源配置的科学依据,提高其精细化程度和可靠性有助于准确把握城市用地发展趋势,对城市土地资源精准调控具有重要意义。基于宏观遥感分类的土地利用变化模拟,难以在街区尺度上揭示城市用地社会功能变化及精细化模拟中空间尺度效应来源和作用机理。本文联合遥感影像和POI数据识别出城市土地利用精细化特征,运用响应面法率定土地利用精细化模拟的最优空间尺度组合,在此基础上,利用CA-Markov模型开展了未来土地利用变化的精细化模拟。以武汉市中心城区为应用案例,研究结果表明：基于POI 的城市土地利用精细化识别方法,可以深度解析城市建设用地的社会功能,极大改善了传统基于遥感的土地覆被宏观解译效果;研究区土地利用变化元胞自动机精细化模拟的最优空间尺度组合是30 m元胞、7×7邻域以及冯诺依曼邻域类型,采用最优空间尺度组合能够提高土地利用变化精细化模拟的可靠性。响应面试验设计结果可有效识别精细化模拟过程中空间尺度效应的主要来源,并区分其对模拟精度的影响程度与正负效应;预计到2025年,研究区建设用地范围将继续向周边扩张,各类型用地之间互为交织,土地利用空间格局将呈更加破碎化趋势。     

淅川县土地利用结构低碳优化研究

在借鉴低碳经济、土地利用碳排放以及土地利用规划等理论成果和方法的基础上,以低碳理念为切入点,将低碳理念与土地利用结构优化相结合,提出低碳型土地利用结构优化的内涵、目标.通过线性规划模型,对土地利用的结构进行低碳优化,并对优化方案进行碳排放的估算评价,以验证规划的低碳性.结合河南省淅川县的实际情况进行实证研究,建立低碳型土地利用结构优化的多目标规划模型,在考虑土地利用经济效益的同时,强调土地利用的碳排放效益,以经济效益最大化和土地利用总碳排放量最小化2个目标函数来确定土地利用结构.     

兴和县大库联乡土地利用总体规划研究

土地利用总体规划是为贯彻落实国家土地利用政策而制定的土地利用分配和调整的规划,是国家对土地利用实行控制,协调,组织,监督的基本措施。这是现阶段土地管理的核心任务之一,合理利用区域土地资源,确保区域社会经济发展、促进农业生产发展具有重要的作用。首先,对研究区土地利用现状进行了实地查看并采集了相关数据;其次,对研究区的土地利用状况进行了具体分析,分析的基础上提出了研究区土地利用中存在的问题;最后,《规划》的编制还与研究区交通发展"十一五"规划、生态功能区划、矿产资源总体规划、地质灾害防治规划、水利发展"十一五"规划、环境保护和生态建设规划、农牧林业发展规划等各部门相关规划及其研究成果进行了协调。在此基础上对兴和县大库联乡做了土地利用总体规划研究,构建了土地利用总体规划目标体系。本规划可以有效地处理研究区土地利用中的重大问题,可以通过规划的引导、调控,实现土地资源集约合理利用,并保障社会经济的可持续发展。     

基于CLUE_S模型的矿区土地利用变化情景模拟——以徐州市贾汪矿区为例

以徐州市贾汪矿区1986、1996、2006和2016年4期遥感影像为数据源,基于CLUE-S模型,在传统Logistics回归模型的基础上引入空间自相关因子形成Autologistic回归模型,选取政策、自然环境、社会经济和空间约束等因素,对贾汪矿区2016年土地利用空间分布格局进行模拟以检验精度。在此基础上对研究区2026年趋势发展、经济发展和生态保护3种情景下的土地利用空间分布格局进行了模拟。结果表明：1）Autologistic回归模型在土地利用情景模拟过程中能够更好地反映真实的土地利用格局;2）研究区2016－2026年不同情景下,建设用地在3种情景下均呈现明显的增加趋势,未利用地面积持续减少,其中经济发展情景下建设用的增幅最大,生态保护用地情景下建设用地增幅最小,在生态保护情景下,林地、耕地等生态用地受到保护,建设用地的扩展速度被抑制。 关键词：土地利用变化;CLUE-S模型;Autologistic回归模型;情景模拟;贾汪矿区     

东北三省土地利用碳排放时空格局及影响因素研究

基于遥感数据,利用GIS,ESDA和GWR模型,分析东北三省2000—2018年土地利用动态变化、土地利用碳排放时空格局及空间相关性,进而分析其影响因素。结果表明：（1）2000—2018年,东北三省土地利用变化和土地类型相互转变明显。（2）2000—2018年东北三省土地利用净碳排放量呈不断上升趋势,增长率达31.3%;土地利用净碳排放区域差异显著,高值区集中在哈尔滨、齐齐哈尔、沈阳和大连,低值区集中在大兴安岭、长白山等山区。（3）Moran’sI指数呈先增后降趋势,整体呈现显著的空间正相关,局部热点区分布在辽宁省的阜新、锦州、鞍山、营口和大连,冷点区集中在黑龙江省的鹤岗、双鸭山、鸡西和佳木斯及吉林省的白山和通化。（4）东北三省土地利用碳排放影响因素从大到小依次为土地利用强度、工业结构、总人口。     

基于多目标决策和CA模型的土地利用变化预测模型及其应用

结合宏观用地总体需求与微观土地利用适宜性, 集成灰色预测模型、多目标决策模型、 元胞自动机模型、地理信息系统技术方法, 建立了GCMG 土地利用变化预测模型。GCMG 模型包括非空间和空间2 个模块, 非空间模块侧重依据宏观社会经济发展趋势预测研究区未 来的总体用地需求变化, 而空间模块集成多目标决策模型、元胞自动机、地理信息系统等技 术方法实现了基于土地适宜性的土地利用空间配置。运用该模型对龙海市2000-2010 年土地 利用变化进行了情景模拟, 结果表明园地和建设用地是该区域内变化最为显著的用地类型, 基本农田保护政策严格实施与否将对龙海市未来土地利用变化产生深远的影响。GCMG 模型 在龙海市的应用实例表明, 该模型将土地利用系统作为一个整体, 兼顾到区域宏观水平上的 土地利用需求与局部尺度上的土地利用适宜性, 能够较好地同时模拟不同土地利用类型以及 不同人类决策情景下的土地利用转换概率, 因而可为理解土地利用多尺度复杂系统提供一定 的帮助。     

模拟区域土地利用变化的多主体模型及其在鄱阳湖区的应用(英文)

在较大区域内,城市用地扩张和农村土地利用发展一般同步进行。为了能够正确理解这类区域内土地利用/土地覆被变化的动力机制,本研究开发了一个基于多主体系统的土地利用模型。模型将鄱阳湖区视为一个典型区域,利用有限扩散聚合算法模拟城市主体的行为,采用基于涌现理论的主体模型模拟农村土地利用。农村子模型包括多种类型的主体和环境影响层,其中最重要的是农户主体,农户主体可以根据自身条件和周围的环境影响参数确定下一步土地利用的决策,政府主体则通过实施不同的政策对土地利用进行宏观控制。我们根据农户总收入和外出务工人员比例将农户主体分为6类,每种类型的农户主体遵循不同的决策规则。结果表明,本模型的模拟结果与鄱阳湖区1985 – 2005年的土地利用/土地覆被变化趋势高度相符。尤其重要的是,模拟结果充分表明农户主体的土地利用决策与国家政策紧密相关。这表明本研究建立的基于多主体的土地利用模型是一种评估政府土地管理政策效果的有效手段。     

绿色低碳导向的土地利用结构优化配置研究分析

为营造绿色、健康、可持续发展的生态环境,探究绿色、低碳排放视角下的土地利用优化配置方式,对低碳概念界定、土地利用碳排放基本概念进行阐述,分析了解土地利用碳排放研究现状,并且探讨了人地关系理论、可持续发展理论和土地优化配置理论在土地资源管理中的应用。最后系统地分析了土地利用结构优化的影响因素、研究模型及方法,结果表明∶土地利用结构优化模型在科学、合理地进行土地资源分配利用方面起着重要作用,目前定量分析法已成为现代土地利用规划研究的热点方法,随着对土地利用结构优化的方法趋于成熟,数量化、空间化、效益化的有机结合将成为低碳导向土地利用结构优化研究方法的发展趋势。     

基于约束性CA的大都市郊区城镇增长的情景模拟与管控——以武汉市江夏区为例

大都市郊区是快速城镇化进程中空间演变最为频繁、人地矛盾最为突出的区域,尤其在中国加快推进“就地就近”城镇化战略的背景下,把握大都市郊区小城镇土地利用时空变化过程及其演变机制,对制定科学合理的管控政策和优化都市空间结构具有重要的现实意义。约束性元胞自动机(constrained Cellular Automata, constrained CA)能够通过简单的规则模拟复杂的城市动态演化过程。本文将土地利用总体规划指标、城镇空间发展战略布局、土地利用开发适宜性等,嵌入约束性CA的转换规则中,采用Logistic逐步回归法分析土地利用空间影响因素,对严格约束下的武汉市江夏区2020年土地利用进行情景模拟分析,并提出城市增长管控手段。结果表明：①研究时段内,江夏区城镇用地呈低效外延式扩张,土地利用集约节约程度较低,其人口规模并未有较大增长,对主城区人口的分散作用尚未真正形成;②约束性CA在模拟大都市郊区演化方面具有较高的可靠性,能够真实反映近郊小城镇的未来空间布局与结构,模拟结果与土地利用规划和城市规划较为契合;③将规划目标导向与现实发展趋势下的模拟结果进行叠加分析,可确定城镇增长需求与规划指标调控间冲突的空间分布,从而划定土地督察的重点监测区域,为加强大都市近郊区的违法用地监查和土地利用管控提供先验的预警知识。     

塔里木河中上游土地利用变化的径流响应

为了定量分析塔里木河中上游土地利用变化对径流的影响程度,基于塔里木河流域1980-2015年土地利用数据及相关水文系列资料,利用MIKE SHE分布式水文模型客观模拟评价了流域中上游土地利用变化下的水文响应过程。结果表明：MIKE SHE模型可以较好的模拟塔里木河流域中上游的日流量过程,在研究区具有良好的适用性;1980-2015年间流域土地利用变化导致流域地表日径流量减少了4.2 m³·s^-1。通过仿真模拟分析草地、林地、耕地三种土地利用情景,得到日均流量分别为147.56 m³·s^-1、141.80 m³·s^-1,144.72 m³·s^-1由此可见,该流域径流对不同土地利用类型的响应差异较大,产流量的总体趋势为草地>耕地>林地。研究成果对于流域土地利用格局的合理规划及极端水文事件的控制具有重要意义。     

中国农户土地利用阶段差异及其对粮食生产和生态的影响

土地利用通过改变陆地表面形态和土地利用强度对全球的粮食安全和生态安全产生了重要影响, 在满足 人类物质需求和保证生态多功能方面进行有效权衡是全球科学家关注的问题。中国处在快速的经济发展转变过程 中, 研究中国的土地利用变化对于全球粮食安全和生态安全变化将产生巨大的影响。本文从中国不同经济发展阶 段的农户特征出发, 率先提出了中国农户土地利用的四个阶段, 分析了四个阶段的土地利用特征及其对于粮食生 产和生态安全的影响。在中国目前的经济发展水平下, 中国农户存在“物质生存型”、“物质生产和利润优化型”、“利 润最大化”和“景观效用最大化”四个阶段。在“物质生存型”阶段, 农户土地利用满足家庭物质消费需求, 土地利用 集约化程度低, 粮食安全水平低, 农地的多功能得到发挥; 在第二个阶段, 农户土地利用处于“物质生产和利润优化 阶段”, 农户土地利用集约度化程度提高, 农地的生产功能不断得到强化, 农地的其他功能不断弱化, 此时的粮食生 产接近粮食的技术生产水平, 却是中国目前粮食安全的保障; 在农户土地利用的“利润最大化”阶段, 农户土地利用 转型以效益为核心, 耕地粮食水平与耕地的技术生产水平差异巨大, 但是耕地的生产潜力最大, 通过土地产权制度 创新, 可以实现耕地生产能力, 耕地的生产功能强化, 而耕地的其他功能弱化; 在农户土地利用的“景观效用最大 化”阶段, 农户土地利用目标以发挥农地的多功能为主, 而弱化了其生产功能。由于中国经济发展水平的差异存在 的长期性, 农户的四种类型将长期存在, 根据农户土地利用阶段性特征, 进行农户土地利用预期转型特征, 制定既 可以保障国家粮食安全, 又可以保障全球生态安全的政策。     

南京市土地利用效益耦合关系研究

土地利用效益的耦合程度是评价土地利用是否科学合理的依据之一,也是土地可持续利用研究的重要内容。在分析土地利用社会经济效益与生态环境效益耦合关系的基础上,借助系统科学理论与方法,建立南京市土地利用效益间的耦合模型和相应指标体系,利用1999—2009年的统计数据对南京市土地利用效益耦合度进行了研究。结果表明:(1)自1999年以来,南京市土地利用社会经济与生态环境效益都处于上升状态。(2)土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合度α一直处于19.16°～70.65°之间,即处于协调发展阶段。但近几年土地利用效益耦合度居高不下,土地利用效益之间的矛盾依然存在。     

农户土地利用行为对退耕还林政策的响应模拟——以陕西省米脂县高渠乡为例

作为中国涉及面最广、群众参与程度最高的一项生态工程,退耕还林对区域土地利用变化产生了重大影响。目前对土地利用变化过程和土地利用主体行为的分析研究不足,不能有效揭示宏观农业土地利用变化的微观机理,难以合理解释农户土地利用行为的变化。本文以陕西省米脂县高渠乡为例进行研究,利用经历权重法定量分析了退耕还林政策结束前后不同农户群体土地利用策略的变化;利用构建的农户群体土地利用决策模型,模拟不同政策情景下农户群体土地利用行为的变化及其对区域土地利用变化的影响。结果表明,该模型可以显示还耕和撂荒两种土地利用行为的变化及其空间配置,能揭示造成这种区域差异的微观机理,为分析农户群体土地利用行为的变化、探讨农业政策与农户行为之间的相互作用,提供了可供借鉴的途径。